最近几个短视频博主吵架、挖个人履历,好不热闹,起因居然是“ 丰田THS构型是不是落后了 ”。我作为全网测试混动最多的汽车博主,也曾经是功率分流混动车主,好好聊一聊丰田混动的技术。另外再延展一下功率分流在国内的进化分支:长城Hi4-z
先从提出“丰田混动最落后”,远不如几个单档串并联,这个暴论的博主观点开始聊。她的观点有如下理由:
1.特定工况下,丰田混动的电机需要空转或反转。所以会有能量白白损失掉,做不到极致省油。
2.系统的输出功率总是会被吞掉一部分,比如最新的荣放2.0双擎,发动机112kw、电机总功率83kw,系统综合功率144kw。最高车速只有180,所以没有动力冗余,没有安全冗余。
3.价格毫无优势。
4.败在不能解耦,上限极低。
要真正理解丰田THS,我们先看看一个演示工具:http://t.cn/AXGULPa8
大家可以好好玩一玩,这个工具可以模拟THS在各种速度下的双电机、发动机、车速、各部件的转速、扭矩、功率、发动机热效率等几乎所有特性。直观帮助大家了解THS的工作情况。
然后我们一条一条拆解这位工程师博主的论点,首先,THS里面的两个电机,没有严格的“发电机”、“驱动电机”之分。因为两个电机都可以发电、驱动,甚至太阳轮上的MG1还可以静止。仅发动机工作状态下,两个电机总共有6种组合动力状态。
所以说太阳轮上的MG1其实不是简单的发电机,它同样可以用作驱动电机。只是HEV电池较小,纯电模式下,甚至都喂不饱MG2,这时候使用MG1作为驱动电机也没有价值。而在电池更大、输出功率更充沛的普锐斯插混上面,丰田给发动机增加一组单向离合器,就可以在纯电模式下使用两个电机驱动,太阳轮上的电机看似是反转,但通过输出反向扭矩,行星轮的变向,实际上是在正向驱动齿圈。
所以插混丰田THS两个电机实际上可以协同驱动,两个不同速比的电机实时分配驱动功率,实际上比一台大号电机更高效,美国阿贡国家实验室的文献可以支撑这个观点。
再说动力性:插混普锐斯MG2功率120kw,MG1功率40kw,发动机功率112kw,能做到6.8秒的零百提速。
然我们看看驱动电机120kw的单档串并联车型,车型我就不详细说了,大家自己查,热销紧凑级轿车。零百提速需要7.6秒,不要忘记,这辆车的发电机功率也高达70kw。
我们可以看到,插混普锐斯在电机功率明显更小的情况下获得了更好的零百提速。其实就涉及到串并联标称“综合功率”的小把戏了
实际上零百提速的时候,市面上的单档串并联的实际最大功率基本上就是驱动电机的峰值功率。哪怕其标称综合功率为电机+发动机功率,其实也只在高电量+接近极速的时候才能发挥,这条件实在太苛刻,可以说根本用不到。
因为单档速比限制,60kph以前发动机无法直驱,60-100可以直驱,但因为转速很低,功率无法发挥。所以更多情况是零百提速的全程,发动机是在全力发电,与电池一起给驱动电机供电。所以零百提速的时候,整车的真实最大功率就是驱动电机。
这位博主所谓的丰田1+1<2,其实是绝大多数混动的普遍问题。丰田只是标称功率很老实而已,老实人就活该被你拿枪指着吗?
再说动力冗余,这就太离谱了,丰田功率分流的功率冗余可比单档串并联强多啊。最需要功率冗余的场景就是连续低速爬坡,单档串并联的低速连续爬坡性能可谓拉到家了。但凡去川西爬过坡的都懂,发动机嘶吼,还动力不足。
究其原因,就是发电机的峰值功率无法持续,连续爬坡的时候,发电机会逐步降低功率到额定功率。这时候限制单档串并联的就是发电机的额定功率,大家回想一下,哪家混动宣传过发电机额定功率的?好像只有一家,荣威DMH说过,P1发电机峰值功率110kw,同级最大。其他发电机统统是个低成本的小号发电机,所以持续爬坡能力不太够。
反观丰田THS,不那么依赖发电机啊,机械传动比例很高,稳稳发挥更高的发动机功率,真实的动力冗余可太多了。
还有丰田的车贵,拜托,车贵跟THS是不是落伍没半毛钱关系。丰田的商业逻辑决定了配置、定价。丰田追求的是低价吗?是相对低价的同时做到更好的可靠性。
功率分流的不能解耦,实际是可以在机械上最高效耦合。从THS的拆解可以看到,机械结构极其简单,核心部件就是几个齿轮组,可靠性令人发指和核心就是简单,简单到完美的机械结构。
所以丰田THS依然是最顶尖的混动构型。为什么丰田THS专利过期很久了,甚至也卖给过广汽用在GS8上面,但自主车企很少使用,其实本质就是工况非常复杂,理解透、调教好的难度非常高。既然政策支持大电池插混,那么高比例的纯电行驶会极大程度上弥补其他混动构型的效率缺点。甚至依靠快速的基建,纯电车在很多场景的使用体验已经实现对THS的超越。THS依然极具价值,油箱也依然极具价值。广博的中国,各种恶劣环境,可靠的THS就是面对这些环境的好帮手。
甚至THS也是可以充电的,在插混车型上,THS依然是无与伦比的高效、平顺、可靠。唯有通用汽车的voltec2能够略微压THS一头,因为通用汽车是唯一的多模式复合分流,可惜通用汽车的all in bev战略,放弃了这个惊艳绝伦的混动技术。
这条微博写到这里,好像是丰田的广告,那么现在就打消一下大家的疑虑,THS完美?没啥进步空间?
当然不是,2013年之前,THS受限于当年的三电技术,纯电驱动的速域比较窄,后来得到了改进,今后可能还会继续扩大纯电驱动速域。现在的THS受限于MG2的转速,最高车速普遍只有180kph,因为MG2目前的最高转速为16000rpm。后面随着20000RPM的高转速电机普及,THS大概率会轻松把极速突破210。
更有一家自主车企,不仅使用了功率分流,还把功率分流构型带到了一个全新的高度。我是没想明白长城的思路为啥如此脱俗
丰田的MG1安装的行星排的太阳轮上,长城也一样。丰田发动机连接在行星架上,长城也一样。丰田MG2连接在齿圈上,长城也一样?长城偏偏不,长城把MG2安装到了后轴上
这个电机位置的移动,可太精髓了。正常行驶的时候,外齿圈连接前轮,而后轮则会通过车身与前轮耦合。这不就相当于MG2的转速跟外齿圈也耦合起来了吗。
所以长城HI4z的功率分流基础原理跟丰田一样,丰田THS的各种特性能够得到完美实现。无敌的高效、无可挑剔的平顺。长城目前这套功率分流更强调动力性、越野性能,所以增加了一个三档传动机构。
如果,我说如果,长城能够把Hi4-z的三档机构去掉,在15万级别的车型上装上一个MG2电机后置的功率分流,就太牛了。
完美使用功率分流构型,两个电机轻松实现四驱,近似电机功率下获得最强动力性。
出必买!
#丰田THS构型是不是落后了#
